Варианты магнитно-реологического метода контроля магнитной восприимчивости одиночной частицы
https://doi.org/10.17586/0021-3454-2024-67-7-599-608
Аннотация
Рассматриваются особенности и варианты предложенного метода определения магнитной восприимчивости χ такого специфичного ферро(ферри)магнетика, как одиночная частица малых размеров. Метод базируется на анализе конкуренции сил, в том числе магнитной, зависимой от χ, действующих на исследуемую частицу, перемещающуюся по вертикали в столбе покоящейся жидкости. Сформулированы требования к реализации магнитно-реологического метода (МР-метода), исполнение которых позволит обоснованно свести в общем случае трехмерную задачу определения χ к результативной одномерной, причем к вполне приемлемому для достижения решения уравнению баланса сил. Рассматриваются три варианта МР-метода: с перемещением частицы вниз, с ее перемещением вверх и с управляемым перемещением вверх до состояния зависания. Приведены соответствующие выражения для определения χ по данным, получаемым при выполнении опытов.
Ключевые слова
магнитно-реологический метод,
одиночная частица,
магнитная восприимчивость,
неоднородное поле,
магнитный силовой фактор
При поддержке: исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках госзадания в сфере науки (проект FSFZ-2024-0005).
Об авторе
Д. А. Сандуляк
МИРЭА — Российский технологический университет
Россия
Россия
Дарья Александровна Сандуляк — канд. техн. наук;
кафедра приборов и информационно-измерительных систем; доцент
Москва
Список литературы
1. Сандуляк Д. А., Сандуляк А. А., Полисмакова М. Н., Ершова В. А., Сандуляк А. В., Курмышева А. Ю., Соловьев И. А. Методика пондеромоторного контроля магнитной восприимчивости дисперсных образцов и частиц железосодержащих сорбентов // Изв. вузов. Приборостроение. 2023. Т. 66, № 7. С. 602–611. DOI: 10.17586/0021-3454-2023-66-7-602-611.
2. Сандуляк Д. А., Сандуляк А. А., Полисмакова М. Н., Сандуляк А. В., Харин А. С., Соловьев И. А. Оценка критериальной объемной доли феррочастиц в порошке для контроля магнитных свойств отдельных частиц // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2023. № 2. С. 16–22. DOI: 10.25791/pribor.2.2023.1387.
3. Sandulyak A. A., Sandulyak A. V., Ershova V. et al. Definition of a magnetic susceptibility of conglomerates with magnetite particles. Particularities of defining single particle susceptibility // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2017. Vol. 441. P. 724–734. DOI: 10.1016/j.jmmm.2017.06.027.
4. Пат. 2773630 РФ. Способ контроля магнитной восприимчивости частиц по концентрационной зависимости восприимчивости их дисперсных образцов / А. А. Сандуля к, В. А. Ершова, А. В. Сандуляк, М. Н. Полисмакова. Опубл. 06.06.2022.
5. Сандуляк А. А., Сандуляк Д. А., Полисмакова М. Н., Сандуляк А. В., Ершова В. А., Киселев Д. О. Создание и реализация метода магнитно-реологического контроля магнитной восприимчивости одиночной частицы // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2023. № 5. С. 1–10. DOI: 10.17586/0021-3454-2023-66-7-602-611.
6. Пат. 2753159 РФ. Способ магнитно-реологического контроля магнитной восприимчивости частицы / А. А. Сандуляк, А. В. Сандуляк, В. А. Ершова, Д. А. Сандуляк. Опубл. 12.08.2021.
7. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1973. 752 с.
8. Li W., Zhou L., Han Y., Xu R. Numerical simulation and experimental verification for magnetic field analysis of thread magnetic matrix in high gradient magnetic separation // Powder Technology. 2019. Vol. 355. P. 300–308. DOI: 10.1016/j.powtec.2019.07.024.
9. Xue Z., Wang Y., Zheng X., Lu D., Li X. Particle capture of special cross-section matrices in axial high gradient magnetic separation: A 3D simulation // Separation and Purification Technology. 2020. Vol. 237. P. 116375. DOI: 10.1016/j.seppur.2019.116375.
10. Wu T. H., Mao J. H., Wang J. T., Wu J. Y., Xie Y. B. A New On-Line Visual Ferrograph // Tribology Trans. 2009. Vol. 52. P. 623–631. DOI: 10.1080/10402000902825762.
11. Baik S. K., Ha D. W., Ko R. K., Kwon J. M. Magnetic field analysis of high gradient magnetic separator via finite element analysis // Physica C. 2012. Vol. 480. P. 111–117. DOI: 10.1016/j.physc.2012.04.036.
12. Ito D., Nishimura K., Miura O. Removal and recycle of phosphate from treated water of sewage plants with zirconium ferrite adsorbent by high gradient magnetic separation // Journal of Physics: Conf. Series. 2009. Vol. 156. P. 012033. DOI: 10.1088/1742-6596/156/1/012033.
13. Liu Y.-L., Li D.-W., He J. et al. A periodic magnetic field as a special environment for scientific research created by rotating permanent magnet pair // Rev. of Scientific Instruments. 2018. Vol. 89. P. 105103. DOI: 10.1063/1.5016570.
14. Zeng J., Tong X., Yi F., Chen L. Selective capture of magnetic wires to particles in high gradient magnetic separation // Minerals. 2019. Vol. 9 (9). P. 509. DOI: 10.3390/min9090509.
15. Hu K., Sun J., Guo Z. et al. A Novel Magnetic Hydrogel with Aligned Magnetic Colloidal Assemblies Showing Controllable Enhancement of Magnetothermal Effect in the Presence of Alternating Magnetic Field // Advanced Materials. 2015. Vol. 27. P. 2507–2514. DOI: 10.1002/adma.201405757.
16. Sandulyak A. A., Sandulyak A. V., Polismakova M. N., Kiselev D. O., Ershova V. A., Sandulyak D. A. The Use of Spherical Pole Pieces for Performing the Faraday Balance Method // Instruments and Experimental Techniques. 2018. Vol. 61 (1). P. 123–126. DOI: 10.1134/S0020441218010293.
17. Пат. 2737609 РФ. Устройство для создания и диагностики зоны стабильной неоднородности магнитного поля / А. А. Сандуляк, А. В. Сандуляк, М. Н. Полисмакова, Д. А. Сандуляк, Д. О. Киселев. Опубл. 1.12.2020 г.
18. Пат. 2805765 РФ. Способ магнитно-реологической диагностики магнитной восприимчивости частицы при ее магнитоуправляемом перемещении в жидкости / А.А. Сандуляк, Д. А. Сандуляк, М. Н. Полисмакова, А. В. Сандуляк, А. С. Харин, И. А. Соловьев. Опубл. 24.10.2023.
19. Пат. 2813499 РФ. Магнитно-реологический способ определения магнитной восприимчивости частицы / Д. А. Сандуляк, А. А. Сандуляк, В. А. Ершова, А. В. Сандуляк, М. Н. Полисмакова. Опубл. 12.02.2024.
Рецензия
Для цитирования:
Сандуляк Д.А. Варианты магнитно-реологического метода контроля магнитной восприимчивости одиночной частицы. Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2024;67(7):599-608. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2024-67-7-599-608
For citation:
Sandulyak D.A. Variants of Magnetic-Rheological Method for Monitoring the Magnetic Susceptibility of a Single Particle. Journal of Instrument Engineering. 2024;67(7):599-608. (In Russ.) https://doi.org/10.17586/0021-3454-2024-67-7-599-608
Просмотров:
23
Послать статью по эл. почте 